Feasibility study of isotope ratio analysis of individual uranium-plutonium mixed oxide particles with SIMS and ICP-MS
ウラン-プルトニウム混合酸化物粒子の同位体比分析法の確立に向けたSIMS法及びICP-MS法による基礎検討
江坂 文孝 ; 間柄 正明 ; 鈴木 大輔 ; 宮本 ユタカ ; Lee, C. G.; 木村 貴海
Esaka, Fumitaka; Magara, Masaaki; Suzuki, Daisuke; Miyamoto, Yutaka; Lee, C. G.; Kimura, Takaumi
本研究では、単一ウラン-プルトニウム混合酸化物粒子の同位体比分析法を確立するために、二次イオン質量分析(SIMS)法と誘導結合プラズマ質量分析(ICP-MS)法を用いる方法について検討を行った。両分析法の測定において、U/U, Pu/Pu, Pu/Pu同位体比は正確に得られたものの、Pu/Pu同位体比は正確な値を得ることができなかった。これは、Puの崩壊によって生成するAmによるピーク干渉のためであると考えられる。ここで、ICP-MS法では、前処理段階で粒子を溶解するため、PuとAmの化学分離と組合せることが可能である。したがって、単一ウラン-プルトニウム混合酸化物粒子の同位体比分析には、ICP-MS法が適していることが示された。今後、ICP-MSと化学分離を組合せた手法の開発を行い、分析法を確立する予定である。
In this study, we applied secondary ion mass spectrometry (SIMS) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) to the isotope ratio analysis of individual U-Pu mixed oxide particles. In the analysis of individual U-Pu particles prepared from mixed solution of uranium and plutonium standard reference materials, accurate U/U, Pu/Pu and Pu/Pu isotope ratios were obtained with both methods. However, accurate analysis of Pu/Pu isotope ratio was impossible, due to the interference of the Am peak to the Pu peak. In addition, it was indicated that the interference of the UH peak to the Pu peak has a possibility to prevent accurate analysis of plutonium isotope ratios. These problems would be avoided by a combination of ICP-MS and chemical separation of uranium, plutonium and americium in individual U-Pu particles.